1、,6-1行星的运动,地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动,一、历史回顾,1、地心说,托勒密生于约公元90年埃及的托勒马达伊， 父母都是希腊人。公元127年， 年轻的托勒密被送到亚历山 （现属埃及）大去求学。在那里，他阅读了不少的书籍，并且学会了天文测量和大地测量。他曾长期住在亚历山大城，直到151年。托勒密的著作集古希腊天文学之大城，但是对于他个人的师承，迄今几乎一无所知。至大论中曾使用了塞翁（Theon）的行星观测资料，有人认为塞翁可能是他的老师，但这仅是猜测而已168年去世。一生著述甚多。其中天文学大成提出了自己的宇宙结构学说，即“地心说”。,哥白尼,2、日心说,哥白
2、尼1473年2月19日出生于波兰维斯瓦河畔的托伦市的一个富裕家庭。1491年18岁时就读于波兰旧都的克拉科夫大学学习医学期间对天文学产生了浓厚的兴趣，1496年，23岁的哥白尼来到文艺复兴的策源地意大利，在博洛尼亚大学和帕多瓦大学攻读法律、医学和神学，博洛尼亚大学的天文学家诺瓦拉对哥白尼影响极大，在他那里哥白尼学到了天文观测技术以及希腊的天文学理论。后来在费拉拉大学获宗教法博士学位。哥白尼作为一名医生，由于医术高明而被人们誉名为“神医”。 哥白尼成年的大部分时间是在费劳恩译格大教堂任职当一名教士。哥白尼并不是一位职业天文学家，他的成名巨著是在业余时间完成的。他40岁时提出了“日心说”。在朋友中
3、散发一份简短的手稿，初步阐述了他自己有关日心说的看法。哥白尼经过长2年的观察和计算终于完成了他的伟大著作天体运行论。,哥白尼,2、日心说,他在天体运行论中观测计算所得数值的精确度是惊人的。例如，他得到恒星年的时间为365天6小时9分40秒，比现在值多30秒，误差只有百万分之一；他得到的月亮到地球的平均距离是地球半径的60.30倍，和60.27倍相比，误差只有万分之五。天体运行轨道是一系列同心圆 1533年，60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演，提出了他的学说的要点。但是他却害怕教会会反对，甚至在他的书完稿后，还是迟迟不敢发表。直到在他临近古稀之年才终于决定将它出版。 1543年5月24日，垂危
4、的哥白尼在病榻上才收到出版商从纽伦堡寄来的天体运行论样书，他只摸了摸书的封面，便与世长辞了! 2013年2月19日是天文学家哥白尼诞辰540周年，波兰全国各地举办一系列活动，纪念这位曾经改变了人类宇宙观的伟人。,太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做匀速圆周运动。,哥白尼,2、日心说,布鲁诺,布鲁诺出生在1548年意大利那不勒斯附近诺拉城一个贫困家庭。在十余岁时，父母将他送到了那不勒斯的一所私立学校就读学习了六年。1565年，布鲁诺在强烈的求知欲的驱使下，进入了多米尼克修道院，第二年转为正式僧侣。布鲁诺在修道院攻读神学。 1576年他获得了神学博士学位，还得到了神甫的教职。在当时
5、强大的人文主义思潮影响下，布鲁诺阅读了不少禁书， 其中对他影响最大的是哥白尼的天体运行论。他被哥白尼的学说所吸引，开始对天文学发生了浓厚的兴趣，逐渐对宗教神学发生了怀疑。写了一些批判圣经的论文，言行触怒了教廷，他被革除教籍。宗教裁判所指控他为“异端“。为了逃避审判，他离开了修道院，逃往罗马，后来又转移到威尼斯。,布鲁诺,1578年，他越过海拔4000米高的阿尔卑斯山流亡瑞士。在日内瓦由于他激烈反对加尔文教派，遭到监禁。1579年，布鲁诺获释后来到法国南部重镇土鲁斯，在当地一所大学任教，他在一次辩论会上，抨击传统看法，引起了该校一部分反动教授和学生的反对，他被迫离开了土鲁斯。 1581年，来到巴
6、黎，宣传新的天文学观点，遭到法国天主教和加尔文教的围攻。 1583年，他逃往伦敦宣传新的天文学观点。 1585年，布鲁诺返回巴黎。1586年春天，索尔蓬纳大学组织演讲，他在演说论证了他的宇宙观他提出并论证了宇宙无限。他认为整个宇宙是无限大的，根本就不存在固定的中心，也不存在界限。而地球只是绕太阳运转的一颗行星，,布鲁诺,在无限的宇宙中，有无数的“世界”在产生和消亡，但作为无限的宇宙本身是永恒存在的，被再次驱逐出法国。后来布鲁诺又去德国、捷克，漂泊了六年1592年，罗马教徒将他诱骗回国，并逮捕了他。刽子手们用尽种种刑罚仍无法令布鲁诺屈服。他说：“高加索的冰川，也不会冷却我心头的火焰”。1600年
7、2月17日布鲁诺被绑在广场中央的火刑柱上，他向围观的人们庄严的宣布：“黑暗即将过去，黎明即将来临，真理终将战胜邪恶！“最后，他高呼“火，不能征服我，未来的世界会了解我，会知道我的价值。“宗教裁判所教徒用木塞堵上了他的嘴。布鲁诺在熊熊烈火中英勇就义。1616年把天体运行论列为禁书。,伟大的科学家就义了，但真理是不死的。随着科学的不断发展，到了1889年，罗马宗教法庭为布鲁诺平反并恢复名誉。同年的6月9日，在布鲁诺殉难的台泊河畔的罗马鲜花广场上，人们树立起他的铜像，以作为对这位伟大科学家的永久纪念。,第谷布拉赫1546年12月14日生于斯坎尼亚省基乌德斯特普的一个贵族家庭，1547年过继给伯父第谷
8、于1559年13岁入哥本哈根大学读书。学习法律和哲学1560年8月，他根据预报观察到一次日食，这使他对天文学产生了极大的兴趣。 1562年第谷转到德国莱比锡大学学习法律，但却利用全部的业余时间研究天文学。 1563年第谷观察了木星和土星两行星在天空靠在一起，并写出了他的第一份天文观测资料，同时注意到合的发生时刻比星历表预言的早了一个月。他领悟到当时用的星历表不够精确，于是开始了长期系统的观测，想自己编制更精确的星历表。他还逐渐用占星术算命， 1565年，他才19岁的第谷在为论证关于数学的理论的决斗中失去了鼻子的大部分，后来他一生都装一金属的假鼻子。,第谷,1566年第谷在德国罗斯托克大学攻读天
9、文学。从此他开始了毕生的天文研究工作，1576年应丹麦国王腓特烈二世之邀去丹麦占卜天象，保护国民，将丹麦和瑞典之间的汶岛赐予他作为新天文台台址。1580年峻工于是，第谷在丹麦与瑞典间的汶岛开始建立“观天堡”。这是世界上最早的大型天文台。耗资150万美元和黄金1吨多。 1582年，把年的长度精确到一秒之内。在教皇格里高十三世的主持下用格里高历替换儒略历。 1588年腓特烈二世，继承人克里斯钦四世不爱天文，停止资助 1597第谷在波希米亚皇帝鲁道夫二世的帮助下，移居布拉格，建立了新的天文台。、 1600年第谷与开普勒相遇，邀请他作为自己的助手。 1601年第谷逝世，开普勒接替了他的工作，并继承了他
10、的宫廷数学家的职务。第谷的大量极为精确的天文观测资料，为开普勒的工作创造了条件，于1627年出版的鲁道夫星表成为当时最精确的天文表。,开普勒1571年出生在德国的威尔德斯达特镇，1588年17岁的开普勒获得图宾根大学学士学位，图宾根大学的天文学教授麦斯特林赞同哥白尼学说。他从这位老师那里接受哥白尼学说1591年8月11日三年后获得硕士学位。这时他想当一名路德教的牧师，所以又留校学习神学。 1594年，奥地利的格拉茨新教高级中学的数学教师死了，校方 认为他作为教士不够虔诚，就极力推荐他去格拉茨教数学、天文学 1596年开普勒在宇宙论方面发表了第一本重要的著作：宇宙的神秘他把这本书分寄给了丹麦天文
11、学家第谷布拉赫虽不同意书中的日心说，却十分佩服开普勒的数学知识和创造天才。 1600年接受了第谷的邀请，作第谷的助手。 1601年第谷去世，开普勒继任为皇帝鲁道夫二世的御用数学家。他对第谷的遗著作了整理。 1602年出版了第谷的新天文学六卷，,1604年9月30日，开普勒在巨蛇星座附近发现了一颗新星即后来定名的哈雷彗星。1609年经过四年的苦思冥想，放弃了火星作匀速圆周运动的观念，他发现椭圆形完全适合要求，于是得出了“开普勒第一定律”1611年，开普勒的保护人鲁道夫被其弟逼迫退位。他不忍与故主分别，继续随侍左右。 1612年鲁道夫卒，开普勒接受了奥地利的林茨当局的聘请，去作数学教师。在这里他继
12、续探索各行星轨道之间的几何关系，经过长期繁杂的计算，最后创立了行星运动的第三定律。这结果表述在1619年出版的宇宙谐和论中。 1618年三十年战争爆发，受意大利波伦亚大学聘任教三年 开普勒晚年根据他的行星运动定律和第谷的观测资料编制了一个行星表，为纪念他的保护人而定名为鲁道夫星表。星表出版需大笔资金，虽然威尼斯共和国支付了其中的大部分，但筹集余额仍给他带来不少麻烦。后来皇家财政机关予以补助，星表才得以在1627年印行。 1630年开普勒在巴伐利亚州雷根斯堡市去世。,为纪念开普勒在天文学上的卓著功绩，行星运动三大定律，被称“开普勒定律”。它一经确立，行星的复杂运动，立刻就失去全部神秘性。行星运动
13、三大定律成了天空世界的“法律”。后世学者尊称开普勒为“天空立法者”。牛顿曾说过：“如果说我比别人看得远些的话，是因为我站在巨人的肩膀上。”开普勒无疑是他所指的巨人之一。,开普勒,开普勒,1、 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上,二、开普勒三定律,将一条绳的两端固定在两个定点（图钉）上，以铅笔紧贴绳子滑动，使绳始终保持张紧状态所画出的轨迹即为椭圆。这两个定点称为此椭圆的两个焦点。O点为对称中心点,OM称为半长轴；OR称为半短轴.,认识椭圆,开普勒,1、 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上,二、开普勒三定律,开普勒,2、对于任意一个行星来说，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,开普勒,3、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它公转周期的二次方的比值（k）都相等 公式：,动手算一算,K值与环绕天体无关， 与中心天体有关,实际上行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：,1.行星绕太阳运动的轨道近似为圆，太阳处在圆心。,2.对某一行星来说，它绕太阳做匀速圆周运动。,3.所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即r3/T2=k,例.有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为 。,
